三、操作符
Java 运算符
计算机的最基本用途之一就是执行数学运算,作为一门计算机语言,Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。我们可以把运算符分成以下几组:
- 算术运算符
- 关系运算符
- 位运算符
- 逻辑运算符
- 赋值运算符
- 其他运算符
算术运算符
算术运算符用在数学表达式中,它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。
表格中的实例假设整数变量A的值为10,变量B的值为20:
操作符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
+ | 加法 - 相加运算符两侧的值 | A + B 等于 30 |
- | 减法 - 左操作数减去右操作数 | A – B 等于 -10 |
* | 乘法 - 相乘操作符两侧的值 | A * B等于200 |
/ | 除法 - 左操作数除以右操作数 | B / A等于2 |
% | 取模 - 左操作数除以右操作数的余数 | B%A等于0 |
++ | 自增: 操作数的值增加1 | B++ 或 ++B 等于 21(区别详见下文) |
-- | 自减: 操作数的值减少1 | B-- 或 --B 等于 19(区别详见下文) |
实例
下面的简单示例程序演示了算术运算符。复制并粘贴下面的 Java 程序并保存为 Test.java 文件,然后编译并运行这个程序:
实例
运行实例 »
以上实例编译运行结果如下:
a + b = 30
a - b = -10
a * b = 200
b / a = 2
b % a = 0
c % a = 5
a++ = 10
a-- = 11
d++ = 25
++d = 27
自增自减运算符
1、自增(++)自减(--)运算符是一种特殊的算术运算符,在算术运算符中需要两个操作数来进行运算,而自增自减运算符是一个操作数。
实例
运行结果为:
进行自增运算后的值等于4
进行自减运算后的值等于2
解析:
-
int b = ++a; 拆分运算过程为: a=a+1=4; b=a=4, 最后结果为b=4,a=4
-
int d = --c; 拆分运算过程为: c=c-1=2; d=c=2, 最后结果为d=2,c=2
2、前缀自增自减法(++a,--a): 先进行自增或者自减运算,再进行表达式运算。
3、后缀自增自减法(a++,a--): 先进行表达式运算,再进行自增或者自减运算 实例:
实例
运行结果为:
自增运算符前缀运算后a=6,x=12
自增运算符后缀运算后b=6,y=10
关系运算符
下表为Java支持的关系运算符
表格中的实例整数变量A的值为10,变量B的值为20:
运算符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
== | 检查如果两个操作数的值是否相等,如果相等则条件为真。 | (A == B)为假(非真)。 |
!= | 检查如果两个操作数的值是否相等,如果值不相等则条件为真。 | (A != B) 为真。 |
> | 检查左操作数的值是否大于右操作数的值,如果是那么条件为真。 | (A> B)非真。 |
< | 检查左操作数的值是否小于右操作数的值,如果是那么条件为真。 | (A <B)为真。 |
>= | 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值,如果是那么条件为真。 | (A> = B)为假。 |
<= | 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值,如果是那么条件为真。 | (A <= B)为真。 |
实例
下面的简单示例程序演示了关系运算符。复制并粘贴下面的Java程序并保存为Test.java文件,然后编译并运行这个程序:
Test.java 文件代码:
以上实例编译运行结果如下:
a == b = false
a != b = true
a > b = false
a < b = true
b >= a = true
b <= a = false
位运算符
Java定义了位运算符,应用于整数类型(int),长整型(long),短整型(short),字符型(char),和字节型(byte)等类型。
位运算符作用在所有的位上,并且按位运算。假设a = 60,b = 13;它们的二进制格式表示将如下:
A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&b = 0000 1100
A | B = 0011 1101
A ^ B = 0011 0001
~A= 1100 0011
下表列出了位运算符的基本运算,假设整数变量A的值为60和变量B的值为13:
操作符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
& | 如果相对应位都是1,则结果为1,否则为0 | (A&B),得到12,即0000 1100 |
| | 如果相对应位都是0,则结果为0,否则为1 | (A | B)得到61,即 0011 1101 |
^ | 如果相对应位值相同,则结果为0,否则为1 | (A ^ B)得到49,即 0011 0001 |
〜 | 按位取反运算符翻转操作数的每一位,即0变成1,1变成0。 | (〜A)得到-61,即1100 0011 |
<< | 按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。 | A << 2得到240,即 1111 0000 |
>> | 按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。 | A >> 2得到15即 1111 |
>>> | 按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移,移动得到的空位以零填充。 | A>>>2得到15即0000 1111 |
实例
下面的简单示例程序演示了位运算符。复制并粘贴下面的Java程序并保存为Test.java文件,然后编译并运行这个程序:
Test.java 文件代码:
以上实例编译运行结果如下:
a & b = 12
a | b = 61
a ^ b = 49
~a = -61
a << 2 = 240
a >> 2 = 15
a >>> 2 = 15
逻辑运算符
下表列出了逻辑运算符的基本运算,假设布尔变量A为真,变量B为假
操作符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
&& | 称为逻辑与运算符。当且仅当两个操作数都为真,条件才为真。 | (A && B)为假。 |
| | | 称为逻辑或操作符。如果任何两个操作数任何一个为真,条件为真。 | (A | | B)为真。 |
! | 称为逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为true,则逻辑非运算符将得到false。 | !(A && B)为真。 |
实例
下面的简单示例程序演示了逻辑运算符。复制并粘贴下面的Java程序并保存为Test.java文件,然后编译并运行这个程序:
实例
以上实例编译运行结果如下:
a && b = false
a || b = true
!(a && b) = true
短路逻辑运算符
当使用与逻辑运算符时,在两个操作数都为true时,结果才为true,但是当得到第一个操作为false时,其结果就必定是false,这时候就不会再判断第二个操作了。
实例
运行结果为:
使用短路逻辑运算符的结果为false
a的结果为5
解析: 该程序使用到了短路逻辑运算符(&&),首先判断 a<4 的结果为 false,则 b 的结果必定是 false,所以不再执行第二个操作 a++<10 的判断,所以 a 的值为 5。
赋值运算符
下面是Java语言支持的赋值运算符:
操作符 | 描述 | 例子 |
---|---|---|
= | 简单的赋值运算符,将右操作数的值赋给左侧操作数 | C = A + B将把A + B得到的值赋给C |
+ = | 加和赋值操作符,它把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数 | C + = A等价于C = C + A |
- = | 减和赋值操作符,它把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数 | C - = A等价于C = C - A |
* = | 乘和赋值操作符,它把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数 | C * = A等价于C = C * A |
/ = | 除和赋值操作符,它把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数 | C / = A等价于C = C / A |
(%)= | 取模和赋值操作符,它把左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数 | C%= A等价于C = C%A |
<< = | 左移位赋值运算符 | C << = 2等价于C = C << 2 |
>> = | 右移位赋值运算符 | C >> = 2等价于C = C >> 2 |
&= | 按位与赋值运算符 | C&= 2等价于C = C&2 |
^ = | 按位异或赋值操作符 | C ^ = 2等价于C = C ^ 2 |
| = | 按位或赋值操作符 | C | = 2等价于C = C | 2 |
实例
面的简单示例程序演示了赋值运算符。复制并粘贴下面的Java程序并保存为Test.java文件,然后编译并运行这个程序:
Test.java 文件代码:
以上实例编译运行结果如下:
c = a + b = 30
c += a = 40
c -= a = 30
c *= a = 300
c /= a = 1
c %= a = 5
c <<= 2 = 20
c >>= 2 = 5
c >>= 2 = 1
c &= a = 0
c ^= a = 10
c |= a = 10
条件运算符(?:)
条件运算符也被称为三元运算符。该运算符有3个操作数,并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。
variable x = (expression) ? value if true : value if false
实例
Test.java 文件代码:
以上实例编译运行结果如下:
Value of b is : 30
Value of b is : 20
instanceof 运算符
该运算符用于操作对象实例,检查该对象是否是一个特定类型(类类型或接口类型)。
instanceof运算符使用格式如下:
( Object reference variable ) instanceof (class/interface type)
如果运算符左侧变量所指的对象,是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象,那么结果为真。
下面是一个例子:
String name = "James";
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型,所以返回真
如果被比较的对象兼容于右侧类型,该运算符仍然返回true。
看下面的例子:
以上实例编译运行结果如下:
true
Java运算符优先级
当多个运算符出现在一个表达式中,谁先谁后呢?这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中,运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。
例如,(1+3)+(3+2)*2,这个表达式如果按加号最优先计算,答案就是 18,如果按照乘号最优先,答案则是 14。
再如,x = 7 + 3 * 2;这里x得到13,而不是20,因为乘法运算符比加法运算符有较高的优先级,所以先计算3 * 2得到6,然后再加7。
下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面,最低优先级的在表的底部。
类别 | 操作符 | 关联性 |
---|---|---|
后缀 | () [] . (点操作符) | 左到右 |
一元 | + + - !〜 | 从右到左 |
乘性 | * /% | 左到右 |
加性 | + - | 左到右 |
移位 | >> >>> << | 左到右 |
关系 | >> = << = | 左到右 |
相等 | == != | 左到右 |
按位与 | & | 左到右 |
按位异或 | ^ | 左到右 |
按位或 | | | 左到右 |
逻辑与 | && | 左到右 |
逻辑或 | | | | 左到右 |
条件 | ?: | 从右到左 |
赋值 | = + = - = * = / =%= >> = << =&= ^ = | = | 从右到左 |
逗号 | , | 左到右 |
3.1 测试对象的等价性
==
和!=
比较的是对象的引用- 特殊方法
equals()
的默认行为也是比较引用
// Equivalence.java
public class Equivalence{
public static void main(String[] args){
Integer n1 = new Integer(47);
Integer n2 = new Integer(47);
System.out.println(n1 == n2);
System.out.println(n1 != n2);
System.out.println(n1.equals(n2));
Value v1 = new Value();
Value v2 = new Value();
v1.i = v2.i = 47;
System.out.println(v1.equals(v2));
}
}
class Value{
int i;
}
/* Output:
* false
* true
* true
* false
*/
以上,
1. n1
和 n2
是两个不同的引用(明显是两个不同的存储区域),所以二者 !=
。
2. equals()
方法是所有对象的特殊方法(继承自Object
类),Integer重定义了equals()方法以比较其内容是否相等,所以这里n1.equals(n2)
为 true
。equals()
不适用于“基本类型”,基本类型直接使用==
和!=
即可。
3. v1.equals(v2)
为 false
验证了 equals()
方法默认行为是比较引用,除非在自定义类Value
中重定义 equals()
方法。
3.2 直接常量
- 有时直接常量的类型是模棱两可的,这就需要与直接常量相关的某些字符来额外增加一些信息以“指导”编译器,使其能够准确地知道要生成什么样的类型。如果编译器能够正确地识别类型,就不必在数值后增加字符。
- 在C、C++或者Java中,二进制数没有直接常量表示方法。但是,在使用十六进制和进制的记数法时,以二进制形式显示结果将非常有用。通过使用
Integer
和Long
类的静态方法toBinaryString()
可以很容易地实现这一点。注意,如果将比较小的类型传递给Integer.toBinaryString()
方法,则该类型将自动转换为int
。
// Literals.java
public class Literals{
public static void main(String[] args){
int i1 = 0x2f; // Hexadecimal (lowercase)
System.out.println("i1: " + Integer.toBinaryString(i1));
int i2 = 0X2F; // Hexadecimal (uppercase)
System.out.println("i2: " + Integer.toBinaryString(i2));
int i3 = 0177; // Octal (leading zero)
System.out.println("i3: " + Integer.toBinaryString(i3));
char c = 0xffff; // max char hex value
System.out.println("c: " + Integer.toBinaryString(c));
byte b = 0x7f; // max short hex value
System.out.println("b: " + Integer.toBinaryString(b));
short s = 0x7fff; // max short hex value
System.out.println("s: " + Integer.toBinaryString(s));
long n1 = 200L; // long suffix
long n2 = 200l; // long suffix (but can be confusing)
long n3 = 200;
float f1 = 1;
float f2 = 1F; // float suffix
float f3 = 1f; // float suffix
double d1 = 1d; // double suffix
double d2 = 1D; // dobule suffix
// (Hex and Octal also work with long)
}
/* OUtput:
* i1: 101111
* i2: 101111
* i3: 1111111
* c: 1111111111111111
* b: 1111111
* s: 111111111111111
* */
}
- 指数计数法。在C、C++以及Java中,
e
代表“10的幂次”,与科学与工程领域中“e”代表自然对数的基数(约等于2.718,Java中的Math.E给出了更精确的double型的值)不同。
根据John Kirkham的描述,Java语言中 e 与 科学工程领域不同,可能跟60年代的FORTRAN有关。
// Exponents.java
// "e" means "10 to the power."
public class Exponents {
public static void main(String[] args){
// Uppercase and lowercase 'e' are the same:
float expFloat = 1.39E-43f;
expFloat = 1.39e-43f;
System.out.println(expFloat);
double expDouble = 47e47d; // 'd' is optional
double expDouble2 = 47e47; // Automaticall double
System.out.println(expDouble);
}
/* Output:
*1.39E-43
*4.7E48
*/
}
3.3 类型转换(cast)操作符
- Java中布尔类型,不允许进行任何类型的转换处理,其它基本类型都可转换成别的基本数据类型。
-
将float和double转型为整型值时,总是对该数字执行截尾。如果想要得到舍入的结果,就需要使用
java.lang.Math
中的round()
方法。// CastingNumbers.java // What happens when you cast a float or double to an integral value ? public class CastingNumbers{ public static void main(String[] args){ double above = 0.7, below = 0.4; float fabove = 0.7f, fbelow = 0.4f; System.out.println("(int)above: " + (int)above); System.out.println("(int)below: " + (int)below); System.out.println("(int)fabove: " + (int)fabove); System.out.println("(int)fbelow: " + (int)fbelow); System.out.println("Math.round(above): " + Math.round(above)); System.out.println("Math.round(above): " + Math.round(above)); System.out.println("Math.round(below): " + Math.round(below)); System.out.println("Math.round(fabove): " + Math.round(fabove)); System.out.println("Math.round(fbelow): " + Math.round(fbelow)); } } /* Output: (int)above: 0 (int)below: 0 (int)fabove: 0 (int)fbelow: 0 Math.round(above): 1 Math.round(below): 0 Math.round(fabove): 1 Math.round(fbelow): 0 */
- 提升。如果对基本类型执行算术运算或按位运算,只要类型比int小(即
char
、byte
或者short
),那么在运算之前,这些值会自动转换成int。这样一来,最终生成的结果就是int
型。如果想把结果赋值给较小的类型,就必须使用类型转换(既然把结果赋给了较小的类型,就可能出现信息丢失)。通常,表达式中出现的最大的数据类型决定了表达式最终结果的数据类型。如果一个float值与一个double值相乘,结果就是double,如果将一个int和一个long值相加,则结果就为long。 -
溢出。如果对两个足够大的int值执行乘法运算,结果就会溢出。编译器不会发出错误或警告信息,运行时也不会出现异常。这说明Java虽然是好东西,但也没有那么好!
// Overflow.java // Surprise! Java lets you overflow. public class Overflow{ public static void main(String[] args){ int big = Integer.MAX_VALUE; System.out.println("big = " + big); int big1 = big + 1; System.out.println("big1 = " + big1); int bigger = big * 4; System.out.println("bigger = " + bigger); } } /* Output: big = 2147483647 big1 = -2147483648 bigger = -4 */
3.4 Java没有sizeof()
操作符
在C和C++中,sizeof()
操作符可以告诉你为数据项分配的字节数。使用这个操作符的最大原因是为了进行一些与存储空间有关的运算,使程序可以在不同平台上“移植”。而Java不需要sizeof()
操作符来满足这方面的需要,因为所有数据类型在所有机器中的大小是相同的。我们不必考虑移植问题——它已经被设计在语言中了。